Herausforderungen der Industrie 4.0 Keine Horrorszenarien von vollautomatisierten Produktionshallen!

Eröffnung TecCamp
Prof. Dr. Markus Glück (Hochschule Augsburg/TCW hier bei der Eröffnung des TecCapms mit Nördlingens Oberbürgermeister Hermann Faul (links) mit dem Leichtbauroboter LBR iiwa von Kuka und Dr. Bernd Liepert (Chief Innovation Officer, Kuka, rechts).

Prof. Dr.-Ing. Markus Glück, Hochschule Augsburg, ist Initiator des Innovationsnetzes »Produktion 2020« und beschäftigt sich intensiv mit der Industrie 4.0. Seine Sicht auf das Thema schildert er im Markt&Technik Exklusivinterview.

Markt&Technik: Warum stehen Fertigungsunternehmen vor einem gewaltigen Umbruch zur Industrie 4.0?

Prof. Markus Glück: Die industrielle Produktion braucht in einem Hochlohnland wie Deutschland Antworten auf die Herausforderungen der Zukunft. Um im weltweiten Wettbewerb mithalten zu können, brauchen wir neue innovative Lösungen für die steigenden Produktivitätsanforderungen, die wachsende Variantenvielfalt unserer Produkte und die immer stärker variierende Marktnachfrage. Zukünftig kann nur bestehen, wer durch zusätzliche Automatisierung, verbesserte Vernetzung und Zusammenarbeit von Mensch und Maschine unter Anwendung neuer Steuerungs-, Automatisierungs- und Qualitätssicherungskonzepte bei einem schonenden Umgang mit Ressourcen punkten kann.

Im April haben Sie gemeinsam mit Innovationsvorstand Dr. Bernd Liepert von Kuka das weltweit erste Mensch-Roboter-Kooperations-TecCamp am Technologie Centrum Westbayern eröffnet. Welche Ziele verfolgt diese Einrichtung?

Die sichere Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) in gemeinsamen Arbeitsräumen ohne trennende Schutzzäune ist ein wichtiges Schlüsselelement von Industrie 4.0. Wir sind daher mit Kuka gemeinsam in das Kooperationsprojekt »MRK TecCamp« eingestiegen, um MRK in allen Facetten verständlich darzustellen. Derzeit entsteht eine Versuchsfläche mit etwa 650 Quadratmetern am Technologie Centrum Westbayern. Wie wir anlässlich der Auftaktveranstaltung gemeinsam erläutert haben, beschreiten wir ganz bewusst neue Wege bei der Einführung dieser Schlüsseltechnologie in Lehre und betrieblicher Anwendung.
Dabei geht es zum Beispiel um die Beherrschung der Gerätetechnik, aber auch um die Lehre: Wie bringt man Studierenden bei, wie mit dieser neuen Robotergeneration umzugehen ist? Außerdem haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, bei den Bemühungen zur Konkretisierung der Normenlandschaft aktiv mitzuwirken und Anwendungsbeispiele aus der betrieblichen Praxis anschaulich zu demonstrieren. Dafür werden wir in unserer neu entstehenden Roboter- und Maschinenhalle alle erforderlichen Technologien zugänglich machen. Darüber hinaus bauen wir gemeinsam mit der Hochschule Augsburg eine Modellproduktion nach den Grundzügen der Industrie 4.0 auf, damit hier in der Region jeder in der Zusammenarbeit mit unserem Team seine Anwendungen testen und seinen Handlungsbedarf sowie mögliche Lösungsansätze kennenlernen kann.

Stichwort Normung: Im Allgemeinen wird über die Normung in Bezug auf Industrie 4.0 ja noch viel diskutiert und debattiert. Wie sieht es in der Robotik aus?

Im Roboterumfeld gibt es auf den ersten Blick mehr Grundlagen als bei Industrie 4.0 allgemein. Einzuhalten sind generell die Maschinenrichtlinie und die grundlegenden Sicherheitsvorschriften, die beispielsweise in den ISO-Normenreihen 12100, 14121, 13849, 13855 oder 13857 beschrieben sind. Selbstverständlich sind auch die Roboternormen ISO 10218-1 und -2 zu erfüllen.
Aktuell entsteht eine Neufassung der Robotik-Norm im Hinblick auf MRK-Anwendungen, die als TS 15066 vorliegt. Ziel ist es, bisher offene oder unzureichend beantwortete Punkte abzudecken, z.B. den Schutz vor konkreter Verletzungsfahr. Die alte Norm war hier sehr statisch mit festgelegten einheitlichen Grenzwerten. Die Neufassung rückt den Menschen mehr in den Fokus und unterscheidet verschiedene Körperbereiche, bewertet die dabei tatsächlich einwirkenden Stoßkräfte und daraus resultierende Verletzungsrisiken, je nach Ort der Einwirkung. Dieses Normenwerk muss schnellstmöglich optimiert und anschaulich erläutert werden, damit die Anwender auch rechtssicher die Roboter im betrieblichen Alltag ohne trennende Schutzzäune einsetzen können.

Ein Blick über die Robotik-Normung hinaus: Wie schätzen Sie generell die Situation der Normung rund um Industrie 4.0 ein?

Wir verfolgen natürlich die aktuellen Entwicklungen und versuchen, die Lösungsansätze bei uns in einer Modellfabrik aufzuzeigen. Generell gehe ich davon aus, dass die Marktkräfte von sich aus einiges regulieren werden. Zum Beispiel wird OPC-UA eine ganz wesentliche Rolle spielen. Im Umfeld der Steuerungstechnik und des Maschinenbaus scheint Profinet gesetzt zu sein, ebenso das Industrial Ethernet und mit ihm die TCP/IP Welt.
Es ist sicherlich notwendig, schnell Standards zu entwickeln. Aber es ist viel wichtiger, das Bestehende jetzt einmal in den Kontext der Leitziele von Industrie 4.0 zu bringen. Wir müssen die vorhandenen Standards und Technologien zusammenführen. Wir können nicht darauf warten, bis die Normen in den Gremien sämtlicher Akteure akzeptiert sind. Der Markt wird das von selbst regeln. Und mit dem Industrial Internet Consortium (IIC) und dessen etwas pragmatischerem Antritt erwächst uns gerade ein starker Schrittmacher und neuer Wettbewerber, den wir ernstnehmen müssen.